Ce：KNSBN晶体两波耦合动态过程研究

本文在非同时读出条件下，采用实时数据采集系统，实验研究了e偏振光写入Ce：KNSBN晶体两波耦合动态过程，发现不同的写入光强比和写入总光强对晶体中两波耦合过程产生明显的影响；当He-Ne632．8mm激光通过Ce：KNSBN晶体时，光扇效应存在明显的写入光强阈值特性，其阈值约为20mW／cm^2。依据实验结果对考虑光扇影响的耦合波方程进行了修正，其数值计算与实验结果基本符合。     

Ce∶KNSBN晶体写入光位置对两波耦合增益的影响

本文采用非同时读出条件下两波耦合实验装置,以532 nm的单频固体激光器为光源,在不同写入光夹角θ、抽运光的偏振方向与e偏振光的方向呈10°、信号光为e偏振光及不同信号光与抽运光光强比条件下,通过改变写入光在Ce∶KNSBN晶体内的不同位置研究其对两波耦合有效增益的影响。研究结果表明,在相同角度下写入光强比为1∶10,写入光在晶体内位置d=0.1 cm时最佳,有效增益达到最大。在最佳写入光位置,写入光强比为1∶10时,在写入光夹角为24°时两波耦合有效增益为最大。并对实验结果进行了理论拟合与分析。     

Ce:KNSBN光折变晶体两波耦合响应时间特性研究

在写入光分别为e光和o光时,实验测量了Ce:KNSBN晶体两波耦合响应时间与总写入光强、写入光强比和写入光夹角的关系,实验数据与理论拟合结果相吻合,并由晶体响应时间特性获得了晶体有效电光系数和有效光折变电荷密度参数.     

Ce:KNSBN晶体中调制光耦合研究

采用非同时读出条件下晶体两波耦合实验装置,在入射光调制下,研究了调制频率对Ce:KNSBN晶体两波耦合有效增益(G)的影响,结果显示G随调制频率的增大先增大后减小,但入射光波长不同时,G最大值对应的调制频率不同,入射光波长为632.8nm时,G最大值为20.2,对应的调制频率为100Hz;入射光波长为532nm时,G最大值为15.1,对应的调制频率为175Hz.同时研究了入射光参量对增益改善(Gm/Gf)及最佳调制频率的影响,结果显示不同入射光参量下增益改善及最佳调制频率不同,入射光波长为632.8nm时,增益改善最大为1.92,对应的最佳调制频率为100Hz;入射光波长为532nm时,增益改善最大为1.50,对应的最佳调制频率为150Hz.采用运动光栅理论对实验结果进行了解释.     

Cr:KNSBN晶体两波耦合及其图像存储

本文以He-Ne 632.8nm激光为写入光,在非同时读出条件下,实验研究了e偏振光写入Cr:KNSBN晶体两波耦合过程中信号光和泵浦光的透射光强随时间的变化,以及单束泵浦光的透射光强随时间的变化,实验结果表明,泵浦光损失的能量几乎全部转移到了信号光方向,基本不存在散射光;并以二值化图像作为物在晶体内进行了图像存储实验,其再现图像清晰,信噪比高,没有观察到扇形光的影响.     

抽运光偏振态对晶体两波耦合增益的影响

采用非同时读出条件下晶体两波耦合实验装置,以532 nm单频固体激光器为光源,研究了抽运光偏振态对Ce: KNSBN晶体两波耦合有效增益的影响.结果表明:在信号光为e光且入射光夹角为30 °条件下,当抽运光偏振态与e光夹角为10 °时,有效增益最大;通过比较信号光打开与关闭条件下不同偏振态抽运光入射晶体时信号光及抽运光透射光强,分析得出最大增益存在的原因是偏振角为10 °时抽运光的o光分量很好的起到了擦除光扇的作用,抑制了光扇的发生,从而增益最大.取抽运光偏振态与e光夹角为10 °,研究入射光光强比对Ce: KNSBN晶体两波耦合有效增益的影响,结果发现随入射光光强比的增大,有效增益先增大后减小,光强比为1: 50时对应的增益最大为33.8.同时对研究结果进行了相应的物理解释.     

高温闪烁晶体Ce∶LSO的生长研究

Ce∶LSO晶体具有优良的闪烁性能,其主要特点是光产额大、发光衰减时间快、密度大、有效原子序数大、辐射长度短、发射峰与光电倍增管的接收范围相匹配,在γ射线探测方面有着广泛的应用.我们用提拉法生长了不同掺杂浓度的Ce∶LSO晶体,成功地解决了在生长过程中出现的晶体开裂及籽晶熔断问题,并对晶体生长过程中的表面重熔、晶体着色及Ce的偏析等现象作了讨论.荧光光谱分析表明晶体最大激发波长为353nm,发射峰由391nm和425nm处两个峰组成,吸收谱则显示晶体在209～370nm之间具有多个吸收峰.     

YAP∶Ce晶体伽玛能响及抗中子能力研究

YAlO3∶Ce(YAP∶ Ce)是近年国内新研制出的实用型快响应无机闪烁晶体.本工作针对YAP∶ Ce晶体与光电倍增管组合构成闪烁探测器,根据闪烁体沉积能量与质能吸收系数等相关参数的核物理理论关系,通过解析方法计算了多种γ能量对应的灵敏度,同时应用Monte Carlo方法模拟,获得了YAP∶ Ce晶体对γ射线的能量响应理论趋势;并通过实验测量了该探测器对γ和中子多种能量点的灵敏度,以检验理论和模拟计算的可靠性.理论和实验结果表明:YAP∶ Ce闪烁探测器0.3 MeV～ 1.25 MeV能区γ灵敏度随能量的增加而平缓地增加;其中1.25 MeV能量的灵敏度比0.37 MeV能量的灵敏度高约70;;同时具有较强的抗中子干扰能力:1.25 MeV的γ灵敏度与DT(14.1 MeV)中子灵敏度相当,比DD(2.54 MeV)中子灵敏度高5倍多;并且实验结果与理论计算、M.C模拟结果差异在5;范围内.     

In∶Ce∶Cu∶LiNbO_3晶体的生长及存储性能研究

在Ce∶Cu∶LiNbO3 晶体中掺进In2 O3 ,用CZ法首次生长In∶Ce∶Cu∶LiNbO3 晶体。对晶体的抗光折变能力、红外光谱、指数增益系数、衍射效率和响应时间进行了测试 ,结果表明 :In(3mol% )∶Ce∶Cu∶LiNbO3 晶体的抗光折变能力比Ce∶Cu∶LiNbO3 提高两个数量级 ,其OH-吸收峰由LiNbO3 的 3484cm-1移到 35 0 8cm-1,响应速度比Ce∶Cu∶LiNbO3 晶体快三倍。对In∶Ce∶Cu∶LiNbO3 晶体抗光折变能力提高的机理、红外光谱OH-吸收峰紫移的机理进行了研究     

Ce∶LuAG闪烁晶体的生长研究

Ce∶LuAG晶体是一种性能优良的闪烁材料,但采用提拉法生长Ce∶LuAG时,经常出现开裂和包裹物缺陷。本文通过理论与实践相结合的方式分析了温度梯度、提拉速度、晶体旋转速度和热应变等因素对晶体产生缺陷的影响,并提出了解决办法,给出了适合生长优质Ce∶LuAG晶体的工艺参数:熔体上方温度梯度在5 ℃/mm左右,放肩角度在30°~60°,提拉速度1.0~1.5 mm/h,晶体旋转速度15~25 r/min。最后成功生长出直径30 mm、等径长50 mm质量较为完好的Ce∶LuAG单晶,晶体内核心面积小。     

高温闪烁晶体Ce∶YAP的生长研究

Ce∶YAP晶体具有优良的闪烁性能,其主要特点是光产额大,衰减时间短,发射峰与光电倍增管的接收范围相匹配,在γ射线探测、核医学等方面有着广阔的应用前景.我们用提拉法生长了不同掺杂浓度的Ce∶YAP晶体,成功地解决了在生长过程中出现的晶体开裂及孪晶问题,并对晶体生长过程中的爬料、纯YAP晶体着色等现象作了讨论.X射线激发发射谱表明晶体的发射峰在388nm,吸收测试则显示晶体在254nm、366nm处有两个吸收峰.     

Cu:KNSBN晶体生长及其光折变效应的研究

在KNSBN晶体中掺进CuO,采用硅钼棒作加热体,以Czochralski技术生长Cu:KNSBN晶体.以二波耦合光路,测试晶体的衍射效率和记录时间,计算折射率变化值Δn.Cu:KNSBN晶体的衍射效率,记录速度和折射率变化值皆高于Fe:LiNbO3晶体.尤其记录速度比Fe:LiNbO3晶体高一个数量级以上.测试Cu:KNSBN晶体位相共轭反射率R和自泵浦位相共轭反射率RC.Cu:KNSBN晶体的自泵浦位相共轭反射率RC值达到64;,是纯KNSBN晶体的二倍.以Cu:KNSBN晶体自泵浦位相共轭镜进行消畸变实验.实验结果表明:输出光波确系输入探测光波的位相共轭光波.     

Ce∶CS2LiYCl6闪烁晶体的研究进展

Ce: Cs2LiYCl6是一类新型闪烁晶体,属立方晶系Elpasolite(钾冰晶石)结构.晶体光产额约为20000 photons/MeV,衰减时间660 ns,能量分辨率为3.6;.Ce: Cs2LiYCl6中的Li离子被6Li置换后,晶体同时具有探测γ射线和中子的能力.含95;的6Li同位素Ce: Cs2LiYCl6晶体光输出达73000 photons/neutron,热中子探测效率较高,在核安全以及国土安全检查方面有重要的应用潜力.本文结合国内外Ce: Cs2LiYCl6晶体最新研究进展,对Ce: Cs2LiYCl6晶体的结构、生长技术、闪烁机制以及性能作了简要论述.     

LYSO∶Ce闪烁晶体的研究进展

铈掺杂硅酸钇镥(LYSO∶Ce)晶体显示出优异的闪烁性能,并在核医学、高能物理及安全检查等领域具有广泛应用。本文综述了LYSO∶Ce闪烁晶体的晶体结构、发光机制、晶体生长存在的主要问题以及LYSO∶Ce晶体可能的发展方向。同时,梳理了LYSO∶Ce晶体生长过程中常见问题及对应的解决方案,并进一步讨论了Ce³⁺占位情况以及Ce⁴⁺与闪烁性能之间的关系。此外还展示了本团队在LYSO∶Ce晶体生长的最新研究成果,使用中频感应提拉炉生长出尺寸为φ95.42 mm×200 mm的LYSO∶Ce闪烁晶体。     

Zn∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤性能的研究

在LiNbO3中掺进ZnO和In2O3以Czochralski技术生长Zn∶In∶LiNbO3晶体.采用光斑畸变法测试Zn∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤能力.Zn∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体提高二个数量级.测试晶体的红外光谱,Zn∶In∶LiNbO3晶体吸收峰的位置相对LiNbO3晶体发生紫移,且随着Zn2+和In3+浓度增加紫移程度增加.晶体的倍频性能(相位匹配温度和倍频转换效率)研究表明:Zn∶In∶LiNbO3晶体相位匹配温度在室温附近.并研究了Zn∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤机理和OH-吸收峰紫移的机理.     

YAlO3∶Ce晶体的生长及性能研究

本文采用中频感应提拉法生长了尺寸为ø35 mm×70 mm的完整的YAlO₃∶Ce(YAP∶Ce)晶体。XRD测试结果表明所生长的YAP∶Ce晶体主相为YAP相,同时存在第二相YAG相;光致激发发射光谱表明晶体发射波长在344 nm和376 nm,激发波长分别为273 nm、290 nm和305 nm;X射线激发发射光谱表明晶体发射波长在377 nm附近;在γ高能射线激发下,晶体衰减时间曲线呈指数衰减,拟合后得到YAP∶Ce晶体的衰减时间为46 ns,通过高斯拟合以后YAP∶Ce晶体的能量分辨率和绝对光产额分别为8.51%和8 530 ph/MeV。本文分析了晶体生长过程中产生开裂和相变的原因,通过优化温场和工艺可以得到完整无开裂的晶体。如何获得更大尺寸的无开裂、无相变晶体,并实现量产是该晶体规模化应用中需要解决的重要技术难题。     

In:Ce:Cu:LiNbO3晶体的生长及存储性能研究

在Ce∶Cu∶LiNbO3晶体中掺进In2O3,用CZ法首次生长In∶Ce∶Cu∶LiNbO3晶体.对晶体的抗光折变能力、红外光谱、指数增益系数、衍射效率和响应时间进行了测试,结果表明:In(3mol;)∶Ce∶Cu∶LiNbO3晶体的抗光折变能力比Ce∶Cu∶LiNbO3提高两个数量级,其OH-吸收峰由LiNbO3的3484 cm-1移到3508 cm-1,响应速度比Ce∶Cu∶LiNbO3晶体快三倍.对In∶Ce∶Cu∶LiNbO3晶体抗光折变能力提高的机理、红外光谱OH-吸收峰紫移的机理进行了研究.     

影响LYSO∶ Ce晶体余辉强度的几个主要因素

探究了LYSO∶ Ce晶体的余辉现象,以及在不同曝光时间、光照强度下,余辉计数率随时间的变化规律.同时探究了温度对晶体余辉强度的影响,发现加热晶体可以快速缩短余辉持续时间,这一发现为日常的晶体检测和应用带来一定便利.     

LaBr3∶Ce晶体中包裹体的性质及成因探究

LaBr3∶Ce单晶拥有优良的闪烁性能,但是,一些微缺陷(例如包裹体)经常出现在晶体中,这种包裹体对晶体的闪烁性能有一定的不利影响.通过Bridgman垂直下降法生长得到LaBr3∶Ce晶体,发现包裹体主要出现在晶体生长的尾部,偏光显微镜下显示存在两种包裹体,一是气孔,二是固体颗粒.X射线衍射、差热分析和拉曼光谱分别测试了含有包裹体和不含包裹体的晶体样品,然而没有发现不同于LaBr3∶Ce基体的成分.因此,推测包裹体是结构和组分与基体几乎完全相同的物质组成,根据测试结果,包裹体的形成可以用组分过冷理论来解释.